[实用新型]一种声悬浮及声速测定实验仪

说明书

技术领域

 本实用新型涉及物理实验测量仪，具体地讲，涉及一种声悬浮及声速测定实验仪。

背景技术

声速的测量是大学物理实验中非常重要的一个综合性实验，目前，市场上还没有出现把声悬浮演示及声速测定组合在一起的仪器，并且两件仪器单独的价格都比较高，占用大量科研资金，此为现有技术的不足之处。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种声悬浮及声速测定实验仪，实现了声悬浮实验演示和声速测定实验的组合。

本实用新型采用如下技术手段实现发明目的：

一种声悬浮及声速测定实验仪，包括声速测定组合仪，其特征是：所述声速测定组合仪连接信号源装置，所述声速测定组合仪还连接电声换能器，所述电声换能器对应端设置有相配合的凹面反射端。

作为对本技术方案的进一步限定，所述信号源装置包括变压器及稳压模块、波形发生器、功放模块、散热装置。

作为对本技术方案的进一步限定，所述波形发生器包括稳压模块、波形发生模块、频率放大模块、波形接受模块、显示模块。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型设计的信号源装置功能更加完善，使用更加方便，不仅实现了多种方法测量不同介质的声速，又可利用电声换能器和凹面反射端演示声悬浮现象；悬浮稳定性强，采用凹面反射端，大大提高了悬浮的稳定性，不仅可以用于小球的悬浮，还可以实现多个小球的悬浮；可以实现活体悬浮，设计的实验仪还可以在空气中束缚生物活体，为悬浮条件下生命科学的研究提供实验平台，实现了蚂蚁的悬浮，实验操作简单方便制作的信号源能产生稳定的频率，且在精度范围内可细微调节，输出的正弦波信号幅度经过放大输入给电声换能器，使物体表面所受的声辐射压强pa较大，更容易实验悬浮，打开信号源开关，微调频率即可实现悬浮，实现了声悬浮操作的简单快捷，制作成本低，悬浮时间长。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的结构示意图。

图2为本实用新型优选实施例波形接受模块原理图。

图3为本实用新型优选实施例变压器原理图。

图4为本实用新型优选实施例稳压模块原理图。

图5为本实用新型优选实施例的功放模块原理图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作更进一步的详细描述。

本实用新型包括声速测定组合仪、信号源装置、电声换能器、凹面反射端。所述声速测定组合仪连接信号源装置，所述声速测定组合仪还连接电声换能器，所述电声换能器对应端设置有相配合的凹面反射端。

所述信号源装置包括变压器及稳压模块、波形发生器、功放模块、散热装置。

所述波形发生器包括稳压模块、波形发生模块、频率放大模块、波形接受模块、显示模块。

波形发生模块：使用芯片XR2206CP。该芯片是具有集成电路的函数信号发生器，能够产生高品质的正弦波、三角波以及脉冲波，具有高稳定性和准确性。频率调节范围为1hz至1Mhz。对于频率的调节使用了WH5-1A 6K8的电位器，能够实现1hz单位的调节，使调节很方便。符合该作品设计要求，性价比高。

频率放大模块：使用芯片NE5532P。它是一种双运放高性能低噪声运算放大器，相比较大多数标准运算放大器，能显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。

波形接收模块: 该信号源包括四个接口：接换能器及波形（发射端）、换能器及波形（接收端）。

显示模块:使用了数码管LG8012BH和芯片SN74HC164N。数码管较大且显示效果好，能够显示五位数字，对于读数十分方便。

变压器及稳压模块：该作品中使用了L7805、L7808、7908以及LM2596芯片。该模块直接将日用的交流220v电压变为稳定的实验所需电压。例如交流220V电压接入变压器后得到交流9V，再通过芯片L7805而得到直流5V。

功放模块：使用芯片LM1875，LM1875是美国国家半导体公司九十年代初推出的一款音频功放电集成电路，采用T0-220封装外围元件少，但是性能优异，具有频率响应宽和速度快等特点。该芯片两端可加载最大电压达到±30V，能够产生30W的功率。可将输出信号的峰峰值增大到40V，大大符合该作品的设计要求。

散热装置：使用电压12V功率2.4W的散热风扇，运用两个该信号风扇加在信号源封装盒的后部。对于波形发生器以及稳压模块的散热，运用20mm*20mm*35mm规格的散热片。其散热效果理想，能够长时间的进行声悬浮演示以及声速测定实验。

声悬浮演示实验采用单轴式声悬浮实验装置，所需配件有电声换能器及凹面反射端。换能器采用压电陶瓷式换能器，其功能是把一定频率的电信号转换成同频率的声信号，或者把一定频率的声信号转换成同频率的电信号。对于凹面反射端，我们采用易拉罐饮料的瓶底（铝制），能够非常好的满足实验要求。对此既充分利用了生活中制造的垃圾，又实现了非常好的实验效果。既大大降低了实验的成本，又提高了悬浮的稳定性，使得在声速测定的基础上，声悬浮现象的研究也可以在实验室推广。